CN102378332B - 无线功率传输设备及其传输方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了无线功率传输设备及其传输方法。该无线功率传输设备被配置为包括：无线功率发射机，用于生成要被无线传送的无线功率信号，通过磁共振的方式无线地传送所生成的无线功率信号，接收反射无线功率信号来确定是否存在负载设备，并且向负载设备供应功率；以及无线功率接收机，其连接到负载设备并通过磁共振的方式接收所传送的无线功率信号并将该无线功率信号提供给所连接的负载设备，并将剩余无线功率信号反射给无线功率发射机，从而传输设备能够在不具有单独的通信装置或系统的情况下识别接收环境并能够改善谐振特性。

Description

无线功率传输设备及其传输方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年8月13日提交的、标题为“Wireless PowerTransmission Apparatus and Transmission Method Thereof”的韩国专利申请No.10-2010-0078459的权益，该申请的全部内容通过引用而被合并到本申请中。
技术领域
本发明涉及无线功率传输设备及其传输方法。
背景技术
随着无线通信技术的发展，已经建立了无处不在的信息技术环境，以便每个人都能够在任何时间传送和接收他/她期望的信息，而不管位于哪里。然而，大部分的信息通信装置仍然由电池操作并且通过有线电源线来供电，因此信息通信装置的使用受到了限制。因此，无线信息网络环境不是完全地不受约束，除非终端的供电问题得到解决。
为了解决该问题，已经开发了用于无线地传送功率的许多技术。
代表性技术的示例可以包括使用微波的微波接收型技术、使用磁场的磁感应型技术以及使用磁场和电场之间的能量转换的磁共振技术等。
在该情况中，微波接收型技术通过天线向空中辐射微波，以便能够长距离地传送功率。然而，微波接收型技术大大地增加了空中的辐射损耗，因此在功率传输效率方面具有局限性。另外，磁感应型技术(其是一种使用传输侧的初级线圈和接收侧的次级线圈之间的磁能耦合的技术)具有高的功率传输效率。然而，磁感应型技术使传输侧的初级线圈和接收侧的次级线圈相距若干毫米量级的短距离，来传输功率。另外，还存在着这样的问题，即功率传输的效率会根据传输侧的初级线圈和接收侧的次级线圈的线圈对准而快速变化，并且热值大。
因此，磁共振技术与磁感应型技术类似，但是是通过利用线圈型电感器L和电容器C来将能量聚集到特定的谐振频率上来以磁能类型传送功率的。
磁共振技术能够传输相对大的功率到几米的距离，但需要高的品质因子。
也就是说，磁共振技术的缺点在于该技术的效率会根据阻抗是否匹配以及传输侧的LC线圈与接收侧的LC线圈之间的谐振频率是否一致而快速改变。
特别地，传输侧和接收侧之间根据距离变化的阻抗失配是妨碍无线功率传输的最大无线功率传输的主要因素。
根据现有技术的磁感应技术在传输侧和接收侧中安装通信装置(例如，收发机)来通过传输侧和接收侧之间的通信控制上面提到的问题。
然而，当通信装置(例如，收发机)被分开安装时，存在着无线功率传输设备和接收设备的成本增加以及这些设备的配置变复杂的问题。
发明内容
本发明致力于提供一种无线功率传输设备及其传输方法，其能够通过自动识别接收环境来以最佳无线功率传输状态传送无线功率，而不需要单独的通信装置来实现传输侧和接收侧的通信。
另外，本发明致力于提供一种无线功率传输设备及其传输方法，其能够通过根据传输侧和接收侧之间的距离变化来控制阻抗的实部和虚部，执行更精确和更恰当的阻抗匹配。
根据本发明的优选实施方式，提供一种无线功率传输设备，包括：无线功率发射机，该无线功率发射机用于接收从外部输入的功率并生成要被无线传送的无线功率信号，通过磁共振的方式无线地传送所生成的无线功率信号，接收反射无线功率信号来确定是否存在负载设备，并且如果确定存在所述负载设备，则通过使用与该负载设备相对应的最佳阻抗和谐振频率来无线地传送所述无线功率信号以向该负载设备供应功率；以及无线功率接收机，该无线功率接收机连接到所述负载设备并通过所述磁共振的方式接收从所述无线功率发射机传送的所述无线功率信号并将该无线功率信号提供给所连接的负载设备，并将未被消耗的剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机。
根据本发明的另一优选实施方式，提供一种无线功率发射机，包括：频率振荡器，该频率振荡器用于接收从外部输入的功率并生成要被传送的无线功率信号；
功率放大器，该功率放大器用于放大并输出从所述频率振荡器生成的所述无线功率信号；第一谐振天线，该第一谐振天线包括可变电容器电路和可变电感器电路，通过使用通过改变所述可变电容器电路和所述可变电感器电路的电容和电感而设置的最佳阻抗和谐振频率来以磁共振的方式传送所述无线功率信号，并接收和输出从无线功率接收机反射的无线功率信号；阻抗匹配装置，该阻抗匹配装置位于所述功率放大器与所述第一谐振天线之间，用于提供所述功率放大器与所述第一谐振天线之间的阻抗匹配；定向功率耦合器，该定向耦合器位于所述功率放大器与所述阻抗匹配装置之间或者位于所述阻抗匹配装置与所述第一谐振天线之间，用于具有方向性来将来自所述功率放大器或所述阻抗匹配装置的通过第一端口输入的所述无线功率信号通过第二端口输出到所述第一谐振天线并将来自所述第一谐振天线的通过所述第二端口输入的反射无线功率信号通过第三端口输出；输出功率检测器，该输出功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第二端口输出的所述无线功率信号的输出功率；反射功率检测器，该反射功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第三端口输出的所述反射无线功率信号的反射功率；以及传输控制器，该传输控制器用于计算所述反射功率与所述输出功率的比率，根据所计算的输出-反射功率比率来确定是否存在所述负载设备，并通过使用与所述负载设备相对应的最佳阻抗和谐振频率来控制所述第一谐振天线传送所述无线功率信号。
根据本发明的另一优选实施方式，提供一种连接到负载设备的无线功率接收机，包括：第二谐振天线，该第二谐振天线包括可变电容器电路和可变电感器电路，通过使用通过改变所述可变电容器电路和所述可变电感器的电容和电感而搜索到的最佳阻抗和谐振频率来以磁共振的方式接收从无线功率发射机传送的无线功率信号，并将剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机；整流器，该整流器用于对通过第二谐振天线接收到的无线功率信号进行整流；功率信号转换器，该功率信号转换器连接到负载设备并用于根据功率供应方式将所述整流器整流后的无线功率信号转换成功率信号，并将转换后的功率信号供应给所述负载设备；以及接收控制器，该接收控制器用于执行以下控制：通过所述磁共振的方式在所述第二谐振天线中接收所述无线功率信号，并向所述负载设备供应功率，以及将所述剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机。
根据本发明的另一优选实施方式，提供一种无线功率传输方法，包括：(A)通过根据磁共振的方式由无线功率发射机向无线功率接收机传送无线功率信号来检测反射的无线功率，以确认负载设备是否存在；以及(B)如果由无线功率发射机确定连接到无线功率接收机的负载设备存在，则搜索执行最大功率传输的谐振频率和最佳阻抗，并通过使用搜索到的谐振频率和最佳阻抗来传送无线功率信号。
根据本发明的另一优选实施方式，提供一种无线功率传输方法，包括：(A)根据磁共振方式由无线功率发射机向无线功率接收机传送无线功率信号；(B)由无线功率发射机接收从无线功率接收机反射的反射无线功率信号来检测功率强度，并确认是否存在负载设备；以及(C)如果由无线功率发射机确定存在负载设备，则搜索执行最大功率传输的最佳阻抗和谐振频率，并通过使用搜索到的最佳阻抗和谐振频率来传送无线功率信号。
根据本发明的另一优选实施方式，提供一种无线功率接收方法，包括：(A)将无线功率接收机接收并反射从无线功率发射机传送的无线功率信号之后剩余的无线功率供应到连接到所述无线功率接收机的负载设备；以及(B)当连接到所述无线功率接收机的所述负载设备断开连接时，停止接收从所述无线功率发射机传送的无线功率信号。
附图说明
图1是示意性地示出了根据本发明优选实施方式的无线功率传输设备的配置的功能框图；
图2是示出了图1所示的阻抗匹配装置的配置的详细框图；
图3是示出了图1所示的第一谐振天线的配置的详细框图；
图4是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随时间变化的反射功率曲线的图示；
图5是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随频率时间变化的反射功率曲线的图示；
图6是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随阻抗变化的反射功率曲线的图示；
图7是示出了根据不执行阻抗调节的现有技术，阻抗随着无线功率收发机之间的距离而变化的仿真结果；
图8是示出了阻抗随着通过使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置来执行阻抗调节的无线功率收发机之间的距离而变化的仿真结果；
图9是示出了根据不执行阻抗调节的现有技术，取决于无线功率收发机之间的距离的功率传输的仿真结果；
图10是示出了取决于通过使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置来执行阻抗调节的无线功率收发机之间的距离的功率传输的仿真结果；
图11是解释根据本发明优选实施方式的无线功率发射机的操作的流程图；以及
图12是解释根据本发明优选实施方式的无线功率接收机的操作的流程图。
具体实施方式
通过下面参考附图对实施方式的描述，本发明的各种目的、特征和优点将变得显而易见。
本说明书和权利要求书中所使用的术语和措词不应当被解释为局限于通常的含义或字典定义，而应基于发明人能适当地定义术语的概念以最恰当地描述他或她知道的实施本发明的最佳方法的原则被解释为具有与本发明的技术范围相关的含义和概念。
下文中，将参考附图来详细描述本发明的优选实施方式。
图1是示意性地示出了根据本发明优选实施方式的无线功率传输设备的配置的功能框图。
参照图1，根据本发明优选实施方式的无线功率传输设备1000被配置为主要包括无线功率发射机100和无线功率接收机200。
无线功率发射机100被配置为包括频率振荡器110、功率通过开关(power pass switch)120、功率放大器130、阻抗匹配装置140、定向功率耦合器150、第一谐振天线160、输出功率检测器170、反射功率检测器180和传输控制器190。
无线功率接收机200被配置为包括第二谐振天线210、开关220、整流器230、功率信号转换器240、充电电路250和接收控制器260。
无线功率发射机100和无线功率接收机200之间的无线功率传输以磁共振的方式实现。
也就是说，通过磁共振的方式从无线功率发射机100传送的无线功率在无线功率接收机200中通过磁共振的方式接收。该接收到的无线功率被供应或存储在连接到无线功率接收机200的负载设备300。
示意性地回顾无线功率发射机100和无线功率接收机200之间通过磁共振的方式实现的无线功率传输过程，首先从无线功率发射机100生成无线功率信号，以通过第一谐振天线160中的LC谐振将无线功率信号转换成磁能，其中，第一谐振天线160包括可变电感器和可变电容器。
之后，通过与无线功率接收机200中的第二谐振天线210的磁耦合来实现转换后的磁能，其中，第二谐振天线210包括可变电感器和可变电容器。
在该情况中，第一谐振天线160中的LC谐振频率被调整到第二谐振天线210的LC谐振频率，从而能够最大化磁能的耦合。
也就是说，由于传输效率会根据第一谐振天线160和第二谐振天线210的谐振频率的同步程度而明显增加，所以可以执行频率校准来同步第一谐振天线160与第二谐振天线210之间的谐振频率。
另外，为了增加或控制要被传送的无线功率的强度，无线功率发射机100使用功率放大器130。
在该情况中，用于驱动功率放大器130的负载阻抗需要为几十欧姆[Ω]，而为了增加谐振特性(Q因子)，第一谐振天线160的实际LC线圈的阻抗仅为几欧姆[Ω]。
功率放大器130与第一谐振天线160之间的阻抗失配会大大地降低传输效率，因此阻抗匹配的校准也是关键的。
同时，根据用于电磁波的麦克斯韦方程的第四定律，定义了因磁耦合而导致的“磁场”总是形成闭环。
因此，电场具有类似于水波的向远处扩展的特性，而磁场则具有在形成圆圈时返回的特性。因此，如果不存在因介质导致的损耗，则能量总是守恒的。
通过使用该特性，在无线功率发射机100与无线功率接收机200之间不进行通信的环境下(例如，在不存在用于无线通信的收发机的环境下)，无线功率发射机100能够识别无线功率接收机200的环境。
换言之，当无线功率发射机100开启时，如果连接到无线功率接收机200的负载设备300不存在或者关闭(即，如果无线功率发射机100没有连接到无线功率接收机200)，则从无线功率发射机100的角度看没有出现能量损耗，从而可以确定在无线功率传输环境中没有连接到无线功率接收机200的负载设备300。
相反地，如果连接到无线功率接收机200的负载设备300存在，则从无线功率发射机100的角度看出现了能量损耗，从而可以确定存在着连接到无线功率接收机200的负载设备300。
因此，测量从无线功率发射机100传送的无线功率所反射的反射功率，以确定是否存在着连接到无线功率接收机200的负载设备300，并且如果确定存在着连接到无线功率接收机200的负载设备300，则通过谐振频率控制和阻抗控制来以最佳状态传送无线功率，从而能够改善无线功率传输的效率。
在该情况中，负载设备300是通过接收从无线功率发射机100传送给无线功率接收机200的无线功率来向负载设备300充电或者供应家用电力的功率消耗设备。
例如，负载设备可以是电子装置/家用器具(诸如电视、计算机等)或者电池。
下文中，将更详细地描述本发明优选实施方式的无线功率传输设备1000的无线功率发射机100和可以连接到负载设备300的无线功率接收机200的每个部件和操作方法。
首先，将描述根据本发明优选实施方式的无线功率发射机100的部件和操作方法。
频率振荡器110将外部功率转换成无线功率信号。在该情况中，无线功率信号是AC信号。因此，由于从外部输入的AC信号可能具有不适用于无线功率传输的AC信号形状，所以频率振荡器110将外部功率转换成适用于无线传输的AC信号并将其输出。
频率振荡器110中生成的无线功率信号的振荡频率小于由第一谐振天线160的可变电感器和可变电容器的值设置的谐振频率，并与通过考虑直到看向第一谐振天线160的接收侧的互感值所计算的谐振频率相同。
功率放大器130放大并输出无线功率信号来增加无线功率信号的强度或者达到预定强度，从而增加无线功率传输的效率。
在该情况中，功率通过开关120可以被提供在频率振荡器110与功率放大器130之间。
功率通过开关120被要求为周期性地传送无线功率，以确定接收机200自身或者连接到接收机200的负载设备300是否存在。在该情况中，为了最小化功率损耗，提供了将功率放大器130旁路的路径，以便频率振荡器110连接到阻抗匹配装置140(或者定向功率耦合器150)。
换言之，当接收机200或者连接到接收机200的负载设备300存在时，可以确定被周期性形成的接收侧是否存在，并且通过将从频率振荡器110生成的无线功率信号通过功率通过开关120进行旁路而不执行放大，以最小化不必要的功率浪费。
阻抗匹配装置140位于功率放大器130和第一谐振天线160之间，并提供功率放大器130的负载阻抗与第一谐振天线160的LC天线160的LC线圈之间的阻抗匹配，以便如上所述那样以最佳传输效率来传送无线功率信号。
阻抗匹配装置140由变压器配置而成，并控制该变压器的绕组匝数比来执行阻抗匹配。
特别地，使用变压器的绕组匝数比进行阻抗匹配可以对阻抗的实部进行匹配。
具体地，如果假设从功率放大器130看向频率振荡器110的阻抗是Z1，连接到Z1的初级线圈的绕组匝数为N1，从第一谐振天线160看向接收机的阻抗是Z2，并且连接到Z2的次级线圈的绕组匝数是N2，则当配有初级线圈和次级线圈的变压器的绕组匝数比n依赖于公式1时，阻抗Z1与阻抗Z2匹配。
n = N 2 / N 1 = Z 2 / Z 1 公式(1)
然而，由于从第一谐振天线160看向接收机的阻抗Z2可以会根据连接到接收侧的负载设备300而波动，所以可以改变绕组匝数比n来提供功率放大器130与第一谐振天线160之间的阻抗匹配。
因此，阻抗匹配装置140中使用的变压器可以由可变变压器来配置，其中可变变压器的示例如图2所示。
图2是示出了图1所示的阻抗匹配装置的配置的详细框图。
参照图2，阻抗匹配装置140包括由初级绕组N1和次级绕圈N2配置的变换模块141、安装在初级绕组N1处的多个第一开关SW1、安装在次级绕组N2处的多个第二开关SW2以及连接到第一开关SW1和第二开关SW2并通过开启或关闭第一开关SW1和第二开关SW2来改变初级绕组N1和次级绕组N2的绕组匝数比来执行控制以控制阻抗的实部的开关控制器143。
定向功率耦合器150可以安装在功率放大器130与阻抗匹配装置140之间或者阻抗匹配装置140与第一谐振天线160之间。
定向功率耦合器150被配置为包括多个端子，其中输入给一个端子的信号仅被输出给剩余端子中的一个端子但不被输出给其余剩余端子，从而转换输入信号的方向。在该情况中，输入信号的方向具有预定的方向性。
定向功率耦合器150将输入其内的无线功率信号输出至第一谐振天线160并对其进行传送，并通过第一谐振天线160接收从形成闭环的磁耦合能反射的无线功率信号(下文中称为“反射无线功率信号”)并对其进行输出。
例如，定向功率耦合器150具有方向性，以将来自功率放大器130或阻抗匹配装置140的通过第一端口输入的无线功率信号通过第二端口输出到第一谐振天线160，并将来自第一谐振天线160的通过第二端口输入的反射无线功率信号通过第三端口输出。
如上所述，优选地，定向功率耦合器150由具有多个端子的环行器来配置而成。
环行器包括多个端子，并仅在一个方向上转移和传送信号而不管该信号被输入哪些端子。
在该情况中，定向功率耦合器150连接到功率检测器，以有效地执行无线功率传输，该功率检测器用于计算反射功率与输出功率的比率。
输出功率检测器170和反射功率检测器180被用作所述检测器。
输出功率检测器170通过定向功率耦合器150连接到第一谐振天线160，并且测量输出给接收侧的无线功率信号(例如，从定向功率耦合器150的第一端口接收并输出至第二端口的无线功率信号)的输出功率(Pout＝Pdetect)。
反射功率检测器180检测来自第一谐振天线160的通过定向功率耦合器150接收并输出的反射无线功率信号(例如，从定向功率耦合器150的第二端口接收并输出至第三端口的反射无线功率信号)的反射功率Preflect。
根据检测到的输出功率Pout＝Pdetect与反射功率Preflect的比率来确定连接到接收机200的负载设备300是否存在。
第一谐振天线160被配置为包括可变电感器和可变电容器，并且当无线功率信号被输入时，通过因可变电感和电容产生的LC谐振来将无线功率信号转换成磁能以形成闭环。
第一谐振天线160控制因LC谐振产生的与接收侧的谐振频率，并通过可变LC来执行阻抗匹配。
在该情况中，上面提到的阻抗匹配装置140执行控制阻抗的实部的匹配，而第一谐振天线160则执行控制阻抗的虚部的匹配。
根据通过改变第一谐振天线160的可变电感器和可变电容器而被改变的电感和电容来控制阻抗的虚部。
图3是示出了图1所示的第一谐振天线的配置的详细框图。
图3显示可变电容器电路161和可变电感器电路163，第一谐振天线160彼此串联，但是并不局限于此。因此，可变电容器电路161和可变电感器电路163彼此并联，或者可以配置具有其他配置的各种类型的LC可变电路。
在可变电容器电路161中，多个电容器C1，C2，C3，...，Cn彼此并联，并且这多个电容器C1，C2，C3，...，Cn中的每个电容器与多个第三开关SW3串联。
在可变电感器电路163中，多个电感器L1，L2，L3，...，Ln彼此串联，并且这多个电感器L1，L2，L3，...，Ln中的每个电感器与多个第四开关SW4并联。
开关控制器165连接到第三开关SW3和第四开关SW4，并且通过开启或关闭多个第三开关SW3和多个第四开关SW4来执行控制，从而改变多个电感器和多个电容器来搜索与接收侧的谐振频率和最佳阻抗相对应的电感和电容。
在该情况中，可以通过改变可变电容器电路161的电容来控制阻抗的虚部的负虚部，以及通过改变可变电感器电路163的电感来控制阻抗的虚部的正虚部。
传输控制器190通常控制无线功率发射机100。
特别地，传输控制器190执行以下控制：设置初始谐振频率，使用所设置的初始谐振频率来生成并放大要通过第一谐振天线160传送的无线功率信号，通过第一谐振天线160的电感器L和电容器C的LC谐振将放大后的无线功率信号转换成形成闭环的磁能，并通过第一谐振天线160接收和检测来自通过与连接到负载设备300的无线功率接收机200的磁耦合形成的磁耦合能的反射无线功率信号。
在该情况中，传输控制器190接收从输出功率检测器170和反射功率检测器180检测到的无线功率信号的输出功率Pout＝Pdetect和反射无线功率信号的反射功率Preflect，以根据反射功率与输出功率Pout＝Pdetect的变化比率来确定连接无线功率接收机200的负载设备300是否存在。
如果确定负载设备300存在，则传输控制器190执行控制来放大从频率振荡器110生成的无线功率信号以具有与要被传送到负载设备300的无线传输功率的强度相对应的功率强度，并且以功率被放大的状态来通过第一谐振天线160向接收机200传送无线功率信号。
在该情况中，传输控制器190控制阻抗匹配装置140和第一谐振天线160来生成最大功率传输，从而执行谐振频率控制和阻抗匹配。
换言之，传输控制器190在改变阻抗匹配装置140的阻抗的实部的同时，搜索在反射功率检测器180中接收到的反射无线功率信号的最小转折点(turning point)，以将与搜索到的最小转折点相对应的阻抗的实部设置为阻抗匹配装置的最佳阻抗的实部。
另外，传输控制器190在分别改变第一谐振天线160的频率和阻抗的虚部的同时，搜索在反射功率检测器180中接收到的每个反射无线功率信号的最小转折点，以将与每个搜索到的最小转折点相对应的频率和阻抗的虚部设置为第一谐振天线160的谐振频率和最佳阻抗的虚部。
下文中，将对以下内容进行详细描述：传输控制器190确定连接到无线功率接收机200的负载设备300，并且如果确定负载设备300存在，则设置谐振频率和最佳阻抗来以最佳状态传送无线功率的过程。
图4是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随时间变化的反射功率曲线的图示，图5是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随频率时间变化的反射功率曲线的图示，以及图6是示出了在本发明的优选实施方式中当连接到无线功率接收机的负载设备存在时，随阻抗变化的反射功率曲线的图示。
参照图4，生成部分T，在该部分T中，反射功率保持恒定并且之后显著地降低。
传输控制器190可以确定在反射功率显著下降的部分T中，负载设备300连接到无线功率接收机200或者连接到无线功率接收机200的负载设备300的电源被开启。
参考反射功率显著下降的部分T，确定以下内容：根据无线功率发射机100的预定设置值1，例如如果反射功率Preflect与输出功率Pout＝Pdetect的比率(下文中称为“输出与反射功率的比率”)等于或大于设置值1，则连接到无线功率接收机200的负载设备300不存在。
例如，当输出功率Pout＝Pdetect＝1并且设置值1＝0.8，则如果输出与反射功率的比率≥0.8，则通过认为反射损耗位于空中损耗的误差范围内而不是因连接到无线功率接收机200的负载设备300导致了该功率损耗，确定连接到无线功率接收机200的负载设备300不存在。
相反地，如果反射功率比率＜0.8，则通过认为因连接到无线功率接收机200的负载设备300导致了该功率损耗，确定连接到无线功率接收机200的负载设备300存在。
如上所述，如果确定连接到无线功率接收机200的负载设备300存在，则如下执行谐振频率设置和阻抗匹配，以便以最佳状态传送无线功率。
首先，传输控制器190执行控制，以根据通过第一谐振天线160的可变电感和电容实现的频率控制(频率调节)来检测来自反射无线功率信号的反射功率Preflect。
通过该过程，能够获得图5所示的随着频率变化的反射功率曲线。
如图5所示，能够意识到，在反射功率曲线中存在着最小转折点P，并且在与最小转折点P相对应的频率中，反射功率Preflect被最小化。
这暗示了在与最小转折点P相对应的频率中生成了谐振。因此，与最小转折点P相对应的频率成为谐振频率。
这样，传输控制器190通过改变第一谐振天线160的电感和电容来控制频率，以便设置谐振频率。
同时，传输控制器190还执行控制，以根据通过改变阻抗匹配装置140和第一谐振天线160的阻抗实现的阻抗控制(阻抗调节)来检测来自反射无线功率信号的反射功率Preflect。
通过该过程，能够获得图6所示的随着阻抗变化的反射功率曲线。
如图6所示，能够意识到，在反射功率曲线中存在着最小转折点P，并且在与最小转折点P相对应的阻抗中，反射功率Preflect被最小化。
这暗示了在与最小转折点P相对应的阻抗中生成了LC谐振。因此，与最小转折点P相对应的阻抗成为匹配的最佳阻抗。
传输控制器190通过阻抗匹配装置140来控制最佳阻抗的实部，以设置最佳阻抗，并且通过第一谐振天线160来控制最佳阻抗的虚部。
在该情况中，以与图6中描述的过程相同的过程来执行最佳阻抗的实部和虚部的搜索和设置。
图7到图10示出了根据是否使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置140的阻抗变化和传输功率变化。
图7是示出了根据不执行阻抗调节的现有技术，阻抗随着无线功率收发机之间的距离而变化的仿真结果，以及图8是示出了阻抗随着通过使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置来执行阻抗调节的无线功率收发机之间的距离而变化的仿真结果。
另外，图9是示出了根据不执行阻抗调节的现有技术，取决于无线功率收发机之间的距离的功率传输的仿真结果，以及图10是示出了取决于通过使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置来执行阻抗调节的无线功率收发机之间的距离的功率传输的仿真结果。
参照图7和图8，可以通过使用大约13.56MHz频率的无线功率传输来比较阻抗随着无线功率收发机100和200之间距离的变化。
如图7所示，当不执行阻抗调节时，随着无线功率收发机100与200之间的距离的增加，能够意识到，当参照接近50[Ω]的m3时，阻抗远离m3。
随着无线功率收发机100与200之间的距离的增加，耦合系数变小，从而阻抗变小的方向以50[Ω]为基础而改变。
然而，当根据本发明的优选实施方式使用阻抗匹配装置140来执行阻抗调节时，能够意识到，与图7相比，接近50[Ω]的m27成为中心。
通过改变阻抗匹配装置140的可变变压器的绕组匝数比来控制阻抗的实部，实现了改善的阻抗匹配。
如上所述，通过使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置140来执行接近50[Ω]的控制，可以对阻抗的实部进行匹配。
采用相同的方式，能够通过使用根据本发明优选实施方式的第一谐振天线160来控制阻抗的虚部，可精细和精确地执行精细和精确的阻抗匹配。
参照图9和图10，当通过控制阻抗匹配装置140的可变变压器的绕组匝数比来控制阻抗的实部时，可以比较传输功率的变化。
如图9所示，当不执行阻抗调节时，能够意识到，传输功率的幅度随着频率变化。
在使用磁共振方式的无线功率传输中，当无线功率发射机100的谐振频率被设置成与无线功率接收机200的谐振频率相同时，可以使反射功率最小化并使传送功率最大化。当无线功率发射机100与无线功率接收机200彼此靠近或者彼此远离时，这意味着通过生成无线功率收发机100与200之间的谐振频率的解调谐，没有高效地执行功率传输。
然而，当使用根据本发明优选实施方式的阻抗匹配装置140来执行阻抗调节时，功率传输的幅度近似与图10所示的幅度相同。
在该情况中，通过使用根据本发明的优选实施方式的第一谐振天线160，可以通过图5所示的频率调节来再次执行解除无线功率发射机100与无线功率接收机200之间的谐振频率的过程，该过程与阻抗调节一起被执行。
下文中，将描述根据本发明优选实施方式的无线功率接收机200的部件和操作方法。
再次参照图1，第二谐振天线210由电感器(或可变电感器)和电容器(或可变电容器)配置而成，并且通过由电感和电容(或者通过可变电感和电容)产生的LC谐振而被转换成形成闭环的磁能，其中，所述磁能与从无线功率发射机100形成的磁能磁性耦合。
所形成的磁耦合能量也形成闭环，从而从磁耦合能量转换的无线功率信号通过磁共振的方式被接收。
之后，第二谐振天线210将从无线功率发射机100接收到的无线功率信号供应给连接到无线功率接收机200的负载设备300，并将剩余无线功率信号反射给无线功率发射机100。
第二谐振天线210具有与上面提到的图3所示的第一谐振天线160相同的配置，因此用上面提到的描述来替换对第二谐振天线210的详细描述。
开关220位于第二谐振天线210与整流器230之间并且并切换，并被切换，以使得第二谐振天线210执行或者中断与无线功率发射机100的磁耦合。
换言之，开关220确定无线功率接收机200的接收等待状态或接收结束状态。
当开关220被开启时，无线功率接收机200接收无线功率信号，以及当开关220被关闭时，无线功率接收机200停止接收无线功率信号。
例如，当连接到无线功率接收机200的负载设备300不再需要电力(例如，当电池充电完成，或者电子装置/家用器具(诸如电视机或计算机等)被关闭时)时，开关220结束与无线功率发射机100的磁耦合，而当连接到无线功率接收机200的负载设备300需要电力(例如，当开始电池充电，或者电子装置/家用器具(诸如电视机或计算机等)被开启时)时，开关220被切换，以开始与无线功率发射机100进行磁耦合。
整流器230对从第二谐振天线210接收到的无线功率信号进行整流。
功率信号转换器240连接到负载设备300，并且将整流器230整流后的无线功率信号转换成恰当的DC信号或AC信号类型，以便向负载设备300的供电单元(未示出)中充电或者供应家用电力。
例如，在通过对连接到功率信号转换器240的负载设备300的供电单元充电预定时间来存储预定容量的情况中(类似于电池充电器)，功率信号转换器240将接收到的无线功率信号转换成恰当的DC信号以便为负载设备300的供电单元充电。
在该情况中，连接到负载设备300的无线功率接收机200还可以包括能够检测电池充电器的容量的电池容量检测器(未示出)，并将电池容量检测器(未示出)检测到的信号传送给无线功率接收机200的接收控制器260。
另外，在通过负载设备300(类似于电子装置/家用器具)的供电单元连续供电的情况中，功率信号转换器240将接收到的无线功率信号转换成恰当的AC信号，以便将家用电力供应给负载设备300的供电单元。
因此，功率信号转换器240可以包括AC-AC转换器(未示出)和AC-DC转换器(未示出)等，其中，AC-AC转换器用于将接收到无线功率信号转换成恰当的AC信号类型，而AC-DC转换器将接收到的无线功率信号转换成恰当的DC信号类型。
充电电路250是用于利用从功率信号转换器240转换的电力进行充电的电路。如图1所示，充电电路250可以包括在无线功率接收机200中，但并不局限于此，因此还可以包括在负载设备300中。
接收控制器260通常控制无线功率接收机200。
具体地，接收控制器260通过磁共振的方式来接收第二谐振天线210中的无线功率信号，以执行控制来为负载设备300供电并执行控制来向无线功率发射机100反射剩余的无线功率信号。
另外，接收控制器260执行控制，以基于从电池容量检测器传送的电池容量来切换开关220的开启/关闭或者根据负载设备300是否连接来切换开关220的开启/关闭。
图11是解释根据本发明优选实施方式的无线功率发射机的操作的流程图。
通过描述参照图11的无线功率发射机100的操作，无线功率发射机100的传输控制器190主要执行判断负载设备是否存在的确定模式(S10)、校准模式(S20)以及无线功率传输模式(S30)。
在判断负载设备是否存在的确定模式(S10)中，当无线功率发射机100被初次开启时，设置初始谐振频率(S11)。
之后，通过检测来自通过无线功率发射机100的第一谐振天线160以所设置的初始谐振频率传送的无线功率信号的、从接收机200反射的反射无线功率信号的反射功率Preflect来确定反射功率Preflect是否小于设置值1(S12)。
如果反射功率Preflect小于设置值1，则确定功率损耗出现(即，确定负载设备存在)，而当设置值等于或大于1时，确定功率损耗不存在(即确定负载设备不存在)。
如果确定了连接到无线功率接收机200的负载设备300是否存在，则通过频率控制和阻抗控制来执行形成最佳无线功率传输状态的校准模式。
在校准模式(S20)中，为了搜索无线功率发射机100与无线功率接收机200之间的用于最佳无线功率传输的谐振频率，在通过改变第一谐振天线160的电感和电容来控制频率(频率调节)的同时，检测反射无线功率信号的根据频率变化的反射功率Preflect(S21)。
之后，通过确定在反射功率Preflect中存在着最小转折点，将与最小转折点相对应的频率确定为谐振频率(S22)。
执行针对无线功率发射机100与无线功率接收机200之间的最佳无线功率传输的阻抗匹配(S23)。
类似于频率控制，在通过改变阻抗来控制阻抗(调节阻抗)的同时，阻抗匹配根据阻抗变化来检测反射功率Preflect。
之后，通过确定在最小转折点中是否存在反射功率Preflect，将最小转折点设置为最佳阻抗(S24)。
在该情况中，为了确定最佳阻抗，在步骤S23，在无线功率发射机100的阻抗匹配装置140中控制可变变压器的绕组匝数比并控制阻抗的实部，以便当通过改变阻抗来控制阻抗以及通过改变无线功率发射机100的第一谐振天线160中的电感和电容来控制阻抗的虚部时，更为精确和精细地提供阻抗匹配。
如上所述，可以通过频率校准和阻抗校准来以最佳传输状态传送无线功率，以便以最佳状态提供无线功率。
在无线功率传输模式(S30)中，以通过校准模式(S20)实现的最佳传输状态来传送无线功率(S31)。
此后，测量初始反射无线功率信号和当前反射无线功率信号的反射功率的变化(ΔPreflect)(S32)，并且确定反射功率的变化(ΔPreflect)是否大于设置值2(S33)。
如果反射功率的变化(ΔPreflect)小于设置值2，则确定连接到无线功率接收机200的负载设备300被充电或者正在持续地保持供电并且通过校准模式(S20)，从而再次控制频率和阻抗来以最佳传输状态持续地传送无线功率。
如果反射功率的变化(ΔPreflect)大于设置值2，则确定连接到无线功率接收机200的负载设备300中的充电结束或者负载设备300被关闭以停止供电，从而停止无线功率传输。
图12是解释根据本发明优选实施方式的无线功率接收机的操作的流程图。
通过参照图12描述无线功率接收机200的操作，如果无线功率接收机200被开启(S41)，则通过第二谐振天线210通过磁共振的方式被接收从传输侧传送的无线功率信号(S42)。
此后，在接收到的无线功率信号被整流器整流(S43)之后，无线功率信号的类型通过功率信号转换器240被从AC转换成AC或者从AC转换成DC，从而根据连接到无线功率接收机200的负载设备300来恰当地供电(S44)，从而向负载设备300供应转换后的无线功率(S45)。
此后，确定负载设备300中的充电是否结束或者负载设备是否被关闭来停止供电(S46)，从而关闭用于不断地供应从无线功率接收机200接收到的无线功率的开关或者停止接收无线功率(S47)。
根据本发明，传输设备能够在没有单独的通信装置或系统的情况下识别接收环境，从而能够降低无线功率传输和接收设备的成本并简化这些设备的配置和控制。
另外，本发明通过频率控制和更精确和精细的阻抗匹配来执行校准，从而能够在传输侧和接收侧之间非常窄带的共振特性的情况下配置最佳的无线功率传输和接收环境。
虽然出于说明的目的公开了关于触摸板的本发明的实施方式，但是本领域技术人员应当意识到，在不背离所附权利要求书中公开的本发明范围和精神的情况下，可以做出各种不同的修改、添加和替换。因此，这些修改、添加和替换也应当落入本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种无线功率传输设备，该无线功率传输设备包括：
无线功率发射机，该无线功率发射机用于接收从外部输入的功率并生成要被无线传送的无线功率信号、通过磁共振的方式无线传送所生成的无线功率信号、接收反射无线功率信号来确定是否存在负载设备、并且在确定存在所述负载设备的情况下通过使用与该负载设备相对应的最佳阻抗和谐振频率来无线传送所述无线功率信号以向该负载设备供应功率；以及
无线功率接收机，该无线功率接收机连接到所述负载设备并通过所述磁共振的方式接收从所述无线功率发射机传送的所述无线功率信号并将该无线功率信号提供给所连接的负载设备、并将未被消耗的剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机，
其中所述无线功率发射机包括：
第一谐振天线，该第一谐振天线包括可变电容器电路和可变电感器电路，该第一谐振天线通过使用通过改变所述可变电容器电路和所述可变电感器电路的电容和电感而搜索到的所述最佳阻抗和所述谐振频率来以所述磁共振的方式传送所述无线功率信号、并接收和输出从所述无线功率接收机反射的无线功率信号；
阻抗匹配装置，该阻抗匹配装置位于所述第一谐振天线的前面，用于提供所述第一谐振天线之间的阻抗匹配；以及
传输控制器，该传输控制器用于计算所述反射功率与所述输出功率的比率、根据所计算的输出-反射功率比率来确定是否存在所述负载设备、并通过使用与所述负载设备相对应的最佳阻抗和谐振频率来控制所述第一谐振天线传送所述无线功率信号，以及
其中所述传输控制器在改变所述阻抗匹配装置的阻抗的实部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与搜索到的最小转折点相对应的阻抗的实部设置为所述阻抗匹配装置的最佳阻抗的实部，并且在分别改变所述第一谐振天线的频率和阻抗的虚部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与每个搜索到的最小转折点相对应的频率和阻抗的虚部设置为所述第一谐振天线的所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部。
2.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中，所述无线功率发射机包括：
频率振荡器，该频率振荡器用于接收从外部输入的功率并生成要被传送的无线功率信号；
功率放大器，该功率放大器用于放大并输出从所述频率振荡器生成的所述无线功率信号；
定向功率耦合器，该定向耦合器位于所述功率放大器与所述阻抗匹配装置之间或者位于所述阻抗匹配装置与所述第一谐振天线之间，用于具有方向性地将来自所述功率放大器或所述阻抗匹配装置的通过第一端口输入的所述无线功率信号通过第二端口输出到所述第一谐振天线并将来自所述第一谐振天线的通过所述第二端口输入的所述反射无线功率信号通过第三端口输出；
输出功率检测器，该输出功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第二端口输出的所述无线功率信号的输出功率；以及
反射功率检测器，该反射功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第三端口输出的所述反射无线功率信号的反射功率。
3.根据权利要求2所述的无线功率传输设备，其中，所述阻抗匹配装置包括：
变换模块，该变换模块包括初级绕组和次级绕组；
多个第一开关，该多个第一开关安装在所述初级绕组处；
多个第二开关，该多个第二开关安装在所述次级绕组处；以及
第一开关控制器，该第一开关控制器连接到所述多个第一开关和所述多个第二开关并控制所述多个第一开关和所述多个第二开关来改变所述初级绕组与所述次级绕组的绕组匝数比以控制阻抗的实部。
4.根据权利要求3所述的无线功率传输设备，其中，所述传输控制器在改变所述阻抗匹配装置的阻抗的实部的同时，搜索在所述反射功率检测器中接收到的所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与搜索到的最小转折点相对应的阻抗的实部设置为所述阻抗匹配装置的最佳阻抗的实部。
5.根据权利要求2所述的无线功率传输设备，其中，所述第一谐振天线包括：
可变电容器电路，该可变电容器电路通过将多个电容器并联并将多个第三开关与所述多个电容器中的每个电容器串联来改变电容；
可变电感器电路，该可变电感器电路通过将多个电感器串联并将多个第四开关与所述多个电感器中的每个电感器并联来改变电感；以及
第二开关控制器，该第二开关控制器连接到所述多个第三开关和所述多个第四开关，并控制所述多个第三开关和所述多个第四开关来改变所述电容和所述电感以搜索所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部，
所述可变电容器电路和所述可变电感器电路串联连接或并联连接。
6.根据权利要求5所述的无线功率传输设备，其中，所述传输控制器在分别改变所述第一谐振天线的频率和阻抗的虚部的同时，搜索在所述反射功率检测器中接收到的所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与每个搜索到的最小转折点相对应的频率和阻抗的虚部设置为所述第一谐振天线的所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部。
7.根据权利要求2所述的无线功率传输设备，其中，所述无线功率发射机还包括功率通过开关，该功率通过开关根据所述负载设备是否存在，提供连接在所述频率振荡器与所述功率放大器之间或者将所述频率振荡器连接到所述阻抗匹配装置或所述定向功率耦合器的旁路路径。
8.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中，所述无线功率接收机包括：
第二谐振天线，该第二谐振天线包括可变电容器电路和可变电感器电路，该第二谐振天线通过使用通过改变所述可变电容器电路和所述可变电感器的电容和电感而搜索到的所述最佳阻抗和所述谐振频率来以所述磁共振的方式接收从所述无线功率发射机传送的所述无线功率信号、并将所述剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机；
整流器，该整流器用于对通过所述第二谐振天线接收到的无线功率信号进行整流；
功率信号转换器，该功率信号转换器连接到所述负载设备并用于根据功率供应方式将所述整流器整流后的无线功率信号转换成功率信号、并将转换后的功率信号供应给所述负载设备；以及
接收控制器，该接收控制器用于执行以下控制：通过所述磁共振的方式在所述第二谐振天线中接收所述无线功率信号、向所述负载设备供应功率、以及将所述剩余无线功率信号反射给所述无线功率发射机。
9.根据权利要求8所述的无线功率传输设备，其中，所述第二谐振天线包括：
可变电容器电路，该可变电容器电路通过将多个电容器并联并将多个第五开关与所述多个电容器中的每个电容器串联来改变电容；
可变电感器电路，该可变电感器电路通过将多个电感器串联并将多个第六开关与所述多个电感器中的每个电感器并联来改变电感；以及
第三开关控制器，该第三开关控制器连接到所述多个第五开关和所述多个第六开关，并控制所述多个第五开关和所述多个第六开关来改变所述电容和所述电感以搜索所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部，
所述可变电容器电路和所述可变电感器电路串联连接或并联连接。
10.根据权利要求8所述的无线功率传输设备，其中，所述无线功率接收机还包括位于所述第二谐振天线与所述整流器之间以中断在所述第二谐振天线中接收的无线功率传输的开关，以及
在所述负载设备的连接断开的情况下，所述接收控制器控制所述开关中断在所述第二谐振天线中接收的功率传输。
11.一种无线功率发射机，该无线功率发射机包括：
频率振荡器，该频率振荡器用于接收从外部输入的功率并生成要被传送的无线功率信号；
功率放大器，该功率放大器用于放大并输出从所述频率振荡器生成的所述无线功率信号；
第一谐振天线，该第一谐振天线包括可变电容器电路和可变电感器电路，第一谐振天线通过使用通过改变所述可变电容器电路和所述可变电感器电路的电容和电感而设置的最佳阻抗和谐振频率来以磁共振的方式传送所述无线功率信号、并接收和输出从无线功率接收机反射的无线功率信号；
阻抗匹配装置，该阻抗匹配装置位于所述功率放大器与所述第一谐振天线之间，用于提供所述功率放大器与所述第一谐振天线之间的阻抗匹配；
定向功率耦合器，该定向耦合器位于所述功率放大器与所述阻抗匹配装置之间或者位于所述阻抗匹配装置与所述第一谐振天线之间，用于具有方向性地将来自所述功率放大器或所述阻抗匹配装置的通过第一端口输入的所述无线功率信号通过第二端口输出到所述第一谐振天线并将来自所述第一谐振天线的通过所述第二端口输入的反射无线功率信号通过第三端口输出；
输出功率检测器，该输出功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第二端口输出的所述无线功率信号的输出功率；
反射功率检测器，该反射功率检测器用于检测并输出从所述定向功率耦合器的所述第三端口输出的所述反射无线功率信号的反射功率；以及
传输控制器，该传输控制器用于计算所述反射功率与所述输出功率的比率、根据所计算的输出-反射功率比率来确定是否存在负载设备、并通过使用与所述负载设备相对应的最佳阻抗和谐振频率来控制所述第一谐振天线传送所述无线功率信号，
其中所述传输控制器在改变所述阻抗匹配装置的阻抗的实部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与搜索到的最小转折点相对应的阻抗的实部设置为所述阻抗匹配装置的最佳阻抗的实部，并且在分别改变所述第一谐振天线的频率和阻抗的虚部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，以将与每个搜索到的最小转折点相对应的频率和阻抗的虚部设置为所述第一谐振天线的所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部。
12.根据权利要求11所述的无线功率发射机，其中，所述阻抗匹配装置包括：
变换模块，该变换模块包括初级绕组和次级绕组；
多个第一开关，该多个第一开关安装在所述初级绕组处；
多个第二开关，该多个第二开关安装在所述次级绕组处；以及
第一开关控制器，该第一开关控制器连接到所述多个第一开关和所述多个第二开关并控制所述多个第一开关和所述多个第二开关来改变所述初级绕组与所述次级绕组的绕组匝数比以控制阻抗的实部。
13.根据权利要求11所述的无线功率发射机，其中，所述第一谐振天线包括：
可变电容器电路，该可变电容器电路通过将多个电容器并联并将多个第三开关与所述多个电容器中的每个电容器串联来改变电容；
可变电感器电路，该可变电感器电路通过将多个电感器串联并将多个第四开关与所述多个电感器中的每个电感器并联来改变电感；以及
第二开关控制器，该第二开关控制器连接到所述多个第三开关和所述多个第四开关，并控制所述多个第三开关和所述多个第四开关来改变所述电容和所述电感以搜索所述谐振频率和所述最佳阻抗的虚部，
所述可变电容器电路和所述可变电感器电路串联连接或并联连接。
14.根据权利要求11所述的无线功率发射机，其中，所述无线功率发射机还包括功率通过开关，该功率通过开关根据所述负载设备是否存在，提供连接在所述频率振荡器与所述功率放大器之间或者将所述频率振荡器连接到所述阻抗匹配装置或所述定向功率耦合器的旁路路径。
15.根据权利要求11所述的无线功率发射机，其中，所述定向功率耦合器是环行器。
16.一种无线功率传输方法，该无线功率传输方法包括：
(A)通过根据磁共振的方式由无线功率发射机向无线功率接收机传送无线功率信号来检测反射的无线功率信号，以确认负载设备是否存在；以及
(B)如果由所述无线功率发射机确定连接到所述无线功率接收机的所述负载设备存在，则搜索用于执行最大功率传输的谐振频率和最佳阻抗，并通过使用搜索到的谐振频率和最佳阻抗来传送所述无线功率信号，其中步骤(B)还包括：
(B-1)如果所述无线功率发射机确定所述负载设备连接到所述无线功率接收机，则在改变频率的同时搜索反射无线功率信号的最小转折点，并且在改变阻抗的同时搜索反射无线功率信号的最小转折点；
(B-2)将与由所述无线功率发射机搜索到的每个所述最小转折点相对应的频率和阻抗设置为执行最大功率传输的谐振频率和最佳阻抗；以及
(B-3)在所述无线功率信号在所述谐振频率中与所述最佳阻抗相匹配的状态中传送所述无线功率信号，
其中步骤(B-1)包括以下步骤：
在改变所述阻抗的实部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，并且在改变所述阻抗的虚部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点。
17.根据权利要求16所述的无线功率传输方法，其中，步骤(A)包括：
(A-1)根据磁共振的方式由所述无线功率发射机向所述无线功率接收机传送所述无线功率信号；
(A-2)由所述无线功率接收机接收所传送的无线功率信号并反射剩余无线功率信号；以及
(A-3)由所述无线功率发射机接收反射无线功率信号以检测反射功率强度，并且之后根据所述反射功率强度来确认所述负载设备是否连接到所述无线功率接收机。
18.一种无线功率传输方法，该无线功率传输方法包括：
(A)根据磁共振的方式由无线功率发射机向无线功率接收机传送无线功率信号；
(B)由所述无线功率发射机接收从所述无线功率接收机反射的反射无线功率信号以检测功率强度，并确认是否存在负载设备；以及
(C)如果由所述无线功率发射机确定存在所述负载设备，则搜索用于执行最大功率传输的最佳阻抗和谐振频率，并通过使用搜索到的最佳阻抗和谐振频率来传送所述无线功率信号，其中步骤(C)还包括：
(C-1)如果所述无线功率发射机确定所述负载设备被连接，则在改变频率的同时搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，并且在改变阻抗的同时搜索所述反射无线功率信号的最小转折点；以及
(C-2)将与由所述无线功率发射机搜索到的每个所述最小转折点相对应的频率和阻抗设置为执行最大功率传输的谐振频率和最佳阻抗，并在所述无线功率信号在所述谐振频率中与所述最佳阻抗相匹配的状态中传送所述无线功率信号，
其中步骤(C-1)包括以下步骤：在改变所述阻抗的实部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点，并且在改变所述阻抗的虚部的同时，搜索所述反射无线功率信号的最小转折点。
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